Le champ magnetique
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Champ magnétique Le champ magnétique I Mise en évidence expérimentale d'un champ magnétique. N S Aimant Objet métallique L'objet est soumis à une force à distance car l'aimant crée autour de lui un champ de force appelé champ magnétique. On détecte la présence d'un champ magnétique grâce à une aiguille aimantée qui tourne autour d'un axe qui prend une direction privilégiée (cela signifie que si on modifie sa position, elle reprend toujours la même à la fin) S La valeur d'un champ magnétique est exprimée en TESLA ( T ) Elle se mesure avec un teslamètre. II Sources de champ magnétique. a) Les aimants S Entrefer N S N Aimant droit Aimant en U Chaque aimant possède deux pôles : Un pôle Nord Un pôle sud N S Remarque : une aiguille aimantée possède aussi un pôle sud et un pôle nord . b) Conducteur électrique parcouru par un courant Tout circuit électrique dans lequel passe un courant crée autour de lui un champ magnétique qui a les mêmes propriétés que le champ crée par les aimants. R Bobine = enroulement d'un fil recouvert d'un vernis isolant Lorsque la longueur L est très supérieure au rayon R, la bobine s'appelle un solénoïde L 1 Champ magnétique III Description d'un champ magnétique a) Le vecteur champ magnétique On représente en un point M de l'espace le champ magnétique par un vecteur noté B dont les caractéristiques sont : Direction = celle d'un aiguille aimanté dont l'axe est placé en M Sens : du SUD vers le NORD de l'aiguille aimantée Longueur = proportionnelle à la valeur du champ en tesla (choix d'un échelle judicieuse à préciser) Exemple Axe de l'aiguille en M; B = 0,5 T Echelle : 1 cm pour 0,1 T N S N S b) Spectre de champ magnétique. • Ligne de champ = ligne imaginaire tangente aux vecteurs champs magnétique. Une ligne de champ doit être orientée. On place pour cela une flèche donnée par le sens sud nord d'une aiguille aimantée. Une ligne de champ entre par le pôle sud d'un aimant et sort par le pôle nord. • Spectre magnétique : ensemble des lignes de champs. N S 2 Champ magnétique N S IV Le champ magnétique uniforme. a) Définition Un champ magnétique est uniforme dans une région de l'espace si le vecteur champ magnétique a même direction, même sens et même valeur en tout point de cette région. b) Exemple • • Entrefer d'un aimant en U ( voir spectre ) Intérieur d'un solénoïde ( voir spectre ) V Application médicale l'IRM ( Imagerie par Résonance Magnétique ) a) Création d'un champ magnétique intense. On place à l'intérieur d'un solénoïde un barreau de fer . L'ensemble est appelé électro aimant. On fait circuler un courant. Le champ crée est de l'ordre de 5 T. Cette valeur est insuffisante. On utilise un fil supraconducteur, qui peut être traversé par les courants beaucoup plus fort car le dégagement de chaleur est quasiment nul. On crée ainsi des champs dont la valeur avoisine les 20 T b) L'IRM Technique d'imagerie qui repose sur les propriétés magnétiques de la matière. Elle nécessite es champs magnétiques très intenses crées par des électroaimants supraconducteurs. Les propriétés sont entre autres : Examen médical sans douleurs et inoffensif Permet de visualiser tous les organes et d'obtenir des plans de coupes dans les trois directions de l'espace Forte précision des images, ce qui permet au médecin de fournir des diagnostics très précis. 3
